利用報告書 / User's Reports | ARIM Japan公式ホームページ

【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.01】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23NM5518

利用課題名 / Title

スピントロニクス型人工知能デバイスの研究

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

エレクトロデバイス/ Electronic device,スピントロニクスデバイス/ Spintronics device,高周波デバイス/ High frequency device,スピン制御/ Spin control,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,スピントロニクス/ Spintronics

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

土屋敬志

所属名 / Affiliation

物質・材料研究機構

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

並木航

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-636：マスクレス露光装置 [DL-1000]
NM-605：水蒸気プラズマ洗浄装置 [AQ-500 #1]
NM-610：電子銃型蒸着装置 [RDEB-1206K]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

近年、人工知能に基づく情報処理の消費電力が急激に増大しており、低消費電力な人工知能デバイスの開発が求められている。様々な方式が検討されているものの、決定的なものは未だ見つかっておらず、新規なデバイスの開発が必要である。本研究ではスピン波干渉を利用する人工知能デバイスの開発を行う。

実験 / Experimental

Y₃Fe₅O₁₂薄膜/Gd₃Ga₅O₁₂基板上にレーザー露光装置を用いて、電極パターンを描画した。現像後にAu(90 nm)/Ti(10 nm)を電子線蒸着装置を用いて製膜した。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig.aはリフトオフ後に観察したAu/Ti電極パターンの光学顕微鏡写真である。スピン波の励起端子、および検出端子が良好に形成できていることが確認できた。また、Fig.bに示すAu/Ti電極パターンの拡大像からも線幅等が良好にパターニングされていることを確認した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図. (a)リフトオフ後に観察した電極パターンの光学顕微鏡写真。(b)電極パターンの拡大像。

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

本研究（の一部）は、文部科学省「マテリアル先端リサーチインフラ」事業（課題番号JPMXP1223NM5518）、および防衛装備庁が実施する安全保障技術研究推進制度JPJ004596の支援を受けたものである。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Wataru Namiki, Asymmetric transition of electrical resistance in an all-solid-state redox device with Fe₃O₄ and Li-ion electrolyte thin films for physical reservoir computing, Japanese Journal of Applied Physics, 63, 03SP13(2024).
DOI: 10.35848/1347-4065/ad1fb0
Wataru Namiki, Magnetization Vector Rotation Reservoir Computing Operated by Redox Mechanism, Nano Letters, 24, 4383-4392(2024).
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c05029

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

並木航, 西岡大貴, 土屋敬志, 樋口透, 寺部一弥. 磁化ベクトル制御を用いたイオンゲーティングリザバーの実証. 第49回固体イオニクス討論会. 2023年11月15日
NAMIKI, Wataru, NISHIOKA, Daiki, TSUCHIYA, Takashi, Tohru Higuchi, TERABE, Kazuya. Ion-gating Reservoir Utilizing Magnetization Vector Manipulation. 36th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2023). 10 Nov. 2023

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件